【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術屬于質子交換膜領域，尤其涉及一種復合全氟磺酸質子交換膜及其制備方法。
技術介紹
1、由于風能、太陽能等可再生清潔能源具有不連續(xù)不穩(wěn)定的特點，因此，需要配備高性能的儲能系統(tǒng)，以提高能源的有效利用率。全釩氧化還原液流電池（vrbs）具備壽命長、充放電效率高等眾多優(yōu)點，成為理想的選擇。全氟磺酸質子交換膜作為vrbs體系中的關鍵材料，起到了傳導質子的作用。質子交換膜將半電池隔開，質子交換膜可以防止電解質的混合，并在電極之間傳遞質子，該膜的理想特性是對釩離子的低滲透性、高質子導電性以及機械和化學穩(wěn)定性。全氟nafion膜通常用于vrb，因為它能滿足上述大多數(shù)特性，但價格較昂貴。為了降低成本，技術上需要在高電密下運行，因此需要質子膜有更高的質子傳導能力，但仍然要保持較好的釩離子阻隔性能。因此如何能夠獲得同時具有較高的離子電導率和離子選擇性，以及能量效率高的離子交換膜是目前研究的難題和焦點。
技術實現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術中全氟磺酸質子交換膜不能同時具備較優(yōu)的質子傳導能力和阻隔釩離子滲透性能，且電導率低、能量效率不高等缺陷，本專利技術提供了一種復合全氟磺酸質子交換膜及其制備方法。本專利技術制備得到的復合全氟磺酸膜在提升質子傳導能力的同時阻隔了釩離子的滲透，并且電導率和能量效率大大提高。
2、本專利技術第一個方面提供了一種復合全氟磺酸質子交換膜的制備方法，所述方法包括以下步驟：
3、（1）將長支鏈全氟磺酸樹脂溶解在第一有機溶劑中，得到第一制膜液；將短支鏈全氟磺
4、（2）將步驟（1）制得的第一制膜液涂布在第一基材上，得到附著在所述第一基材上的第一濕膜；將步驟（1）制得的第二制膜液涂布在第二基材上，得到附著在所述第二基材上的第二濕膜；
5、（3）將所述第一濕膜進行烘干，從所述第一基材上揭下，得到第一全氟磺酸膜；將所述第二濕膜進行烘干，從所述第二基材上揭下，得到第二全氟磺酸膜；
6、（4）對所述第一全氟磺酸膜和所述第二全氟磺酸膜進行熱壓成型，得到復合全氟磺酸質子交換膜。
7、在一個或多個實施方案中，步驟（1）中，長支鏈全氟磺酸樹脂的側鏈分子結構為-ocf2?cf(cf3)ocf2cf2so3h，優(yōu)選地，所述長支鏈全氟磺酸樹脂為nafion樹脂和/或dh1120樹脂。
8、在一個或多個實施方案中，步驟（1）中，短支鏈全氟磺酸樹脂的側鏈分子結構為-ocf2cf2so3h、-ocf2cf2cf2so3h、-ocf2so3h中的一種。
9、在一個或多個實施方案中，所述短支鏈全氟磺酸樹脂為ic154樹脂和/或aquiviond79-25bs樹脂。
10、在一個或多個實施方案中，步驟（1）中，所述第一有機溶劑和所述第二有機溶劑各自獨立選自n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜和二甲基乙酰胺中的一種或多種。
11、在一個或多個實施方案中，步驟（1）中，通過加熱攪拌使所述長支鏈全氟磺酸樹脂溶解在所述有機溶劑中，所述加熱溫度為50-80℃。
12、在一個或多個實施方案中，步驟（1）中，通過加熱攪拌使所述短支鏈全氟磺酸樹脂溶解在所述有機溶劑中，所述加熱溫度為50-80℃。
13、在一個或多個實施方案中，步驟（1）中，所述第一制膜液的固含率為5%-30%，優(yōu)選地為10%-20%。
14、在一個或多個實施方案中，步驟（1）中，所述第二制膜液的固含率為5%-30%，優(yōu)選地為10%-20%。
15、在一個或多個實施方案中，步驟（2）中，所述第一基材和所述第二基材的材料各自獨立選自聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯中的一種或多種。
16、在一個或多個實施方案中，步驟（2）中，將所述第一制膜液涂布在第一基材上的涂布間隙為200-400μm。
17、在一個或多個實施方案中，步驟（2）中，將所述第一制膜液涂布在第一基材上的涂布速度為8-15mm/s。
18、在一個或多個實施方案中，步驟（2）中，將所述第二制膜液涂布在第二基材上的涂布間隙為200-400μm。
19、在一個或多個實施方案中，步驟（2）中，將所述第二制膜液涂布在第二基材上的涂布速度為8-15mm/s。
20、在一個或多個實施方案中，步驟（3）中，所述烘干溫度為120-160℃。
21、在一個或多個實施方案中，步驟（3）中，所述第一全氟磺酸膜的厚度為9-27μm。
22、在一個或多個實施方案中，步驟（3）中，所述第二全氟磺酸膜的厚度為9-27μm。
23、在一個或多個實施方案中，步驟（4）中，熱壓溫度為180-240℃。
24、在一個或多個實施方案中，步驟（4）中，熱壓壓力為0.8-1.2mpa。
25、在一個或多個實施方案中，步驟（4）中，熱壓速度為0.8-1.2m/min。
26、在一個或多個實施方案中，步驟（4）中，所述復合全氟磺酸質子交換膜的厚度為30-40μm。
27、在一個或多個實施方案中，步驟（1）中，所述長支鏈全氟磺酸樹脂通過蒸發(fā)長支鏈全氟磺酸樹脂分散液而獲得。
28、在一個或多個實施方案中，步驟（1）中，所述短支鏈全氟磺酸樹脂通過蒸發(fā)短支鏈全氟磺酸樹脂分散液而獲得。
29、本專利技術第二個方面提供了采用如本文任一實施方案所述的方法制備得到的復合全氟磺酸質子交換膜。
30、本專利技術第三個方面提供了一種液流電池，其包括如本文任一實施方案所述的復合全氟磺酸質子交換膜。優(yōu)選地，所述液流電池為全釩氧化還原液流電池。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術保護點】
1.一種復合全氟磺酸質子交換膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一項或多項特征：
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一項或多項特征：
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一項或多項特征：
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，?所述方法具有以下一項或多項特征：
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（4）中，所述復合全氟磺酸質子交換膜的厚度為30-40μm。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述長支鏈全氟磺酸樹脂通過蒸發(fā)長支鏈全氟磺酸樹脂分散液而獲得；和/或
10.采用權利要求1-9中任一項所述方法制備得到的復合全氟磺酸質子交換膜。
11.一種液流電池，其特征在于，其包括如權利要求10所述的復合全氟磺酸質子交換膜。
12.如權利
...【技術特征摘要】
1.一種復合全氟磺酸質子交換膜的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一項或多項特征：
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一項或多項特征：
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具有以下一項或多項特征：
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，?所述方法具有以下一項或多項特征：
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：聞思源，張靜怡，朱可嘉，丁洪，陳書濤，周治，
申請(專利權)人：蘇州拓際新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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